高空連廊支撐結(jié)構(gòu)體系施工技術(shù)

張建青

（山西三建集團(tuán)有限公司 046000）

1 工程概況

某工程A、B兩棟建筑相距12m，在結(jié)構(gòu)標(biāo)高69.45m處設(shè)有一連接A、B座的高空連廊，分別從A、B座向外懸挑6m，連廊寬度為4.3m。在標(biāo)高76.05m處A、B座屋面整體連通，分別從A、B座向外懸挑6m，連廊寬度為19.2m，連廊為勁型混凝土懸挑梁板結(jié)構(gòu)。

型鋼懸挑支撐平臺(tái)采用20#工字鋼懸挑出，其中伸入結(jié)構(gòu)層內(nèi)6m，主弦桿用兩根∠125×80×8角鋼斜撐，立弦桿及小斜弦桿采用兩根∠75×5角鋼支撐，水平連接和支撐平臺(tái)整體斜撐用∠75×5角鋼，邊跨位置在20#工字鋼上橫向搭設(shè)16#和12#工字鋼向外挑出。

圖1

2 體系主要特點(diǎn)及難點(diǎn)

（1）型鋼懸挑支撐平臺(tái)承受的荷載大，連廊結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有H型鋼，施工時(shí)其全部荷載通過(guò)模架傳至型鋼懸挑支撐平臺(tái)，再通過(guò)懸挑平臺(tái)傳遞至工程結(jié)構(gòu)上，因此本項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)不但要考慮支撐平臺(tái)本身的承載力，還需考慮工程結(jié)構(gòu)的承載力，故施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)后，經(jīng)過(guò)了原工程設(shè)計(jì)單位的對(duì)該部位的受力核實(shí)。

（2）選擇合適的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型計(jì)算角鋼斜撐卸荷的懸挑支撐平臺(tái)組合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)受力情況是保證本項(xiàng)目安全施工的前提，施工前經(jīng)過(guò)了多方論證和反復(fù)驗(yàn)算、模擬，提出了完善的結(jié)構(gòu)施工圖紙。

（3）施工過(guò)程中保證材料質(zhì)量及施工質(zhì)量是我們控制的另一個(gè)重點(diǎn)。從材料供應(yīng)商的選擇、材料的進(jìn)場(chǎng)及復(fù)驗(yàn)，每榀懸挑架完成后在地面進(jìn)行預(yù)加載荷試驗(yàn)及安裝后對(duì)所有焊縫進(jìn)行探傷檢驗(yàn)等每個(gè)施工工序均進(jìn)行了嚴(yán)格的把控。

（4）高空施工中的安全預(yù)控直接決定了本項(xiàng)目施工的成敗與否。利用BIM模型進(jìn)行施工過(guò)程模擬，找出和排查從型鋼懸挑支撐架的吊裝到模架搭設(shè)的安全防護(hù)及支撐平臺(tái)從開(kāi)始承載至拆除等各方面的安全隱患，從而在實(shí)際施工時(shí)有目的進(jìn)行安全檢查，保證了工程的安全施工。

3 施工要點(diǎn)

3.1 施工流程

懸挑支撐平臺(tái)的設(shè)計(jì)→懸挑支撐平臺(tái)在地面制作→懸挑支撐平臺(tái)整體吊裝→模板支撐架的搭設(shè)及主體結(jié)構(gòu)的施工→支撐架及懸挑支撐架的拆除。

3.2 懸挑支撐平臺(tái)的設(shè)計(jì)

支撐平臺(tái)設(shè)計(jì)的流程：施工荷載計(jì)算→支撐平臺(tái)結(jié)構(gòu)選型→進(jìn)行內(nèi)力、變形驗(yàn)算→根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→提交原設(shè)計(jì)單位核算支撐平臺(tái)所依托的樓層結(jié)構(gòu)的受力情況及荷載傳遞的合理性→全部符合要求后編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案并組織專(zhuān)家論證→集合專(zhuān)家意見(jiàn)完善專(zhuān)項(xiàng)施工方案。

圖2 懸空連廊一端支撐平臺(tái)立面示意圖

3.3 懸挑支撐平臺(tái)的制作

原材料采購(gòu)→原材料進(jìn)行復(fù)驗(yàn)及驗(yàn)收→現(xiàn)場(chǎng)下料加工→拼裝焊接部位的焊縫檢驗(yàn)→單榀懸挑支撐架現(xiàn)場(chǎng)加載試驗(yàn)→每榀懸挑支撐架的檢測(cè)驗(yàn)收。

（1）原材料采購(gòu)在合格供應(yīng)商中選擇，進(jìn)場(chǎng)后現(xiàn)場(chǎng)材料管理人員會(huì)同技術(shù)員和質(zhì)量對(duì)型鋼表面質(zhì)量、尺寸偏差及牌號(hào)、質(zhì)量合格質(zhì)量證明書(shū)進(jìn)行檢查，并在監(jiān)理的監(jiān)督下取樣進(jìn)行機(jī)械性能復(fù)驗(yàn)，合格后用于本項(xiàng)目。

（2）本項(xiàng)目采用圖紙下料法，直接按圖紙所示尺寸在鋼材上按1：1的比例劃線(xiàn)下料，允許偏差不超過(guò)1mm。

（3）下料前按圖紙要求復(fù)查材料規(guī)格、型號(hào)、材質(zhì)爐號(hào)和批號(hào)，嚴(yán)格按交底單下料，切割前將鋼板表面的油污等清除干凈，發(fā)現(xiàn)斷面裂紋等缺陷及時(shí)處理。

（4）組裝前桿件的連接接觸面和焊縫每邊30～50mm范圍內(nèi)的鐵銹、毛刺、污垢等清理干凈，要求磨光頂緊的部位，其頂緊的貼合面面積達(dá)到75%以上，焊縫均采用坡口焊，焊縫高度不小于8mm。

（5）構(gòu)件拼接接頭的位置應(yīng)布置在跨度的1/4～1/3處，受拉翼緣采取斜接，斜度不大于45°。

（6）構(gòu)件拼裝施焊前針對(duì)不同的焊接方法及接頭型式作出相應(yīng)的焊接工藝評(píng)定，確定焊接工藝參數(shù)。

（7）首先制作一榀懸挑型鋼支撐架進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加載試驗(yàn)，即按正常操作程序完成后，將該榀懸挑支撐架安裝固定于一層，在其上加壓正常施工荷載的110%的載荷，下部設(shè)置防護(hù)措施，觀(guān)查、測(cè)量其變形情況，不超過(guò)規(guī)范要求的變形允許偏差時(shí)進(jìn)行全部構(gòu)件的施工，否則調(diào)整設(shè)計(jì)。

3.4 懸挑支撐平臺(tái)的安裝

預(yù)埋件預(yù)埋及檢查驗(yàn)收→吊裝前測(cè)量放線(xiàn)→每榀懸挑支撐架的吊裝、矯正、固定、焊接→水平、垂直支撐及連梁安裝→安裝焊縫檢查、檢測(cè)→鋪焊平臺(tái)板、模板支撐架定位栓釘→安全防護(hù)設(shè)施設(shè)置→初始變形監(jiān)測(cè)→最終檢查驗(yàn)收。

（1）在懸挑支撐架位置的樓板上預(yù)埋4道鋼筋，鋼筋采用未經(jīng)冷拉處理的Ⅰ級(jí)圓鋼φ20，預(yù)埋長(zhǎng)度為30d。預(yù)埋筋采用兩段預(yù)埋，以便安裝型鋼梁，型鋼挑梁安裝定位后，兩根預(yù)埋筋進(jìn)行單面搭接焊接，焊縫長(zhǎng)度為10d。在預(yù)埋筋處的樓板增配2φ12鋼筋，長(zhǎng)度為2m，當(dāng)預(yù)埋錨筋處的樓板面無(wú)負(fù)筋時(shí)，應(yīng)增設(shè)φ6＠200×200鋼筋網(wǎng)片2m見(jiàn)方，且應(yīng)與周邊的樓板負(fù)筋連接在一起。

（2）吊裝前對(duì)懸挑型鋼在樓層內(nèi)固定端的位置及樓層側(cè)面和下層角鋼斜撐固定點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量放線(xiàn)，確定預(yù)埋件的位置是否準(zhǔn)確，標(biāo)高是否在允許偏差范圍內(nèi)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)備不同規(guī)格的墊板備用。

（3）懸挑支撐架在現(xiàn)場(chǎng)焊接驗(yàn)收合格后，采用塔吊逐榀整體吊裝至施工層，懸挑架的固定端及角鋼斜撐與定位線(xiàn)對(duì)正，現(xiàn)場(chǎng)支設(shè)紅外線(xiàn)水平儀對(duì)懸挑段的標(biāo)高進(jìn)行跟蹤測(cè)量，操作人員通過(guò)信號(hào)工與塔吊司機(jī)對(duì)講聯(lián)系，反復(fù)對(duì)位置和標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到允許偏差范圍內(nèi)時(shí)及時(shí)進(jìn)行焊接固定。安裝時(shí)要按順序依次吊裝，避免在安裝過(guò)程中碰撞，吊裝一個(gè)固定一個(gè)，在確定固定好之后方可吊裝下一個(gè)。

（4）支撐平臺(tái)懸挑工字鋼伸入結(jié)構(gòu)層內(nèi)部分用在混凝土結(jié)構(gòu)層內(nèi)預(yù)埋4道￠20鋼筋箍焊接固定。并用鋼絲繩穿過(guò)樓板將工字鋼進(jìn)行綁扎，鋼絲繩一端固定于下一層柱子上。為防止懸挑工字鋼破壞結(jié)構(gòu)層最邊緣處混凝土，在結(jié)構(gòu)層邊緣處的工字鋼下中增設(shè)10mm厚的鋼板。

（5）懸挑支撐架全部焊接固定后，在兩端懸挑架的水平垂直支撐及連梁位置標(biāo)示位置，然后拉通線(xiàn)從兩端向中間對(duì)稱(chēng)吊裝焊接水平垂直支撐及連梁。

（6）全部安裝焊接完成后對(duì)所有安裝焊縫進(jìn)行探傷檢測(cè)。

（7）在懸挑型鋼及連梁上根據(jù)模板支撐架立桿的位置焊接栓釘，并滿(mǎn)鋪8mm防滑鋼板。

（8）在支撐平臺(tái)臨邊位置設(shè)置防護(hù)欄桿及擋腳板，掛密目防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行垂直全封閉，下部每隔三層設(shè)置安全平網(wǎng)，地面在兩棟建筑物間搭設(shè)雙向通行的安全通道。

（9）結(jié)構(gòu)模架支設(shè)前由專(zhuān)業(yè)檢測(cè)單位進(jìn)行初始變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的提取，便于后期進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，并組織公司、分公司、項(xiàng)目專(zhuān)業(yè)人員及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理單位進(jìn)行全部驗(yàn)收，符合要求后再進(jìn)行下部工序的施工。

3.5 模板支撐架的搭設(shè)及主體結(jié)構(gòu)的施工

模板支撐架的搭設(shè)：測(cè)量放線(xiàn)→對(duì)準(zhǔn)栓釘豎立桿→安裝掃地桿→安裝縱橫水平桿及剪刀撐→主體結(jié)構(gòu)模板及混凝土施工。

施工過(guò)程中根據(jù)加荷及變形情況持續(xù)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括位移監(jiān)測(cè)和標(biāo)高監(jiān)測(cè)，位移監(jiān)測(cè)采用全站儀按極坐標(biāo)法對(duì)懸挑型鋼懸挑端下部設(shè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，標(biāo)高監(jiān)測(cè)采用水準(zhǔn)儀測(cè)量懸臂相對(duì)根部的變形。

監(jiān)測(cè)頻次：連廊結(jié)構(gòu)模板腳手架搭設(shè)完畢，連廊模板支設(shè)完，連廊結(jié)構(gòu)鋼筋及型鋼安裝完，混凝土澆筑期間每隔1h，混凝土澆筑完前3d每12h，后期每2d直至結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

3.6 拆除

拆除結(jié)構(gòu)模板及腳手架→拆安全防護(hù)→拆除平臺(tái)板→拆水平垂直支撐及連梁→逐榀懸挑支撐架整體拆除、吊運(yùn)落地。

（1）連廊結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的100%時(shí)拆除模板及腳手架。

（2）為方便型鋼懸挑支撐平臺(tái)的拆除，在連廊結(jié)構(gòu)混凝土樓板上預(yù)留100mm×100mm的預(yù)留孔，塔吊鋼絲繩通過(guò)預(yù)留孔將支撐平臺(tái)的各桿件及支撐架逐個(gè)吊運(yùn)至地面。

（3）平臺(tái)拆除時(shí)應(yīng)按順序依次拆除，把材料清理干凈后方可進(jìn)行吊運(yùn)。

（4）平臺(tái)拆除時(shí)要設(shè)立高空拆除警戒區(qū)域，專(zhuān)人負(fù)責(zé)看守，并避免交叉作業(yè)，所有操作人員應(yīng)戴安全帽，高空作業(yè)人員應(yīng)系好安全帶，并且應(yīng)檢查是否系牢。

（5）拆除時(shí)思想要集中，要細(xì)心檢查各種工具的放置是否穩(wěn)妥以及電焊機(jī)電源接觸是否良好，氧氣、乙炔瓶放置位置是否合乎規(guī)范等要求。

（6）拆除人員要密切配合，協(xié)同工作，小構(gòu)件傳送時(shí)應(yīng)用繩子系牢，不得在高空亂扔。

（7）支撐平臺(tái)拆除吊運(yùn)時(shí)觀(guān)察周邊環(huán)境，檢查是否影響其它構(gòu)件，避免和其它構(gòu)件碰撞。

4 結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)解決了懸空連廊高度高、跨度大、施工難度高的技術(shù)問(wèn)題，確保工程質(zhì)量和施工安全，降低了成本，為今后類(lèi)似工程施工提供了較為廣闊的借鑒意義和應(yīng)用基礎(chǔ)。